自动调整快照设备的写入同步复制磁盘空间大小的方法技术

一种自动调整快照设备的写入同步复制磁盘空间大小的方法，该方法包含以下步骤：　　　　ａ初始化一快照设备的一第一磁盘空间，对该第一磁盘空间的数据区块进行写入同步复制操作；　　　　ｂ判断一写入请求的数据区块序号是否位于该第一磁盘空间；　　　　ｃ当该写入请求的数据区块序号位于该第一磁盘空间时，继续维护该第一磁盘空间；以及　　　　ｄ当该写入请求的数据区块序号不位于该第一磁盘空间时，初始化一第二磁盘空间，该第二磁盘空间的数据区块数目与该第一磁盘空间中最大连续数据区块数目相同，并对该第二磁盘空间的数据区块进行写入同步复制操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种存储系统管理方法，尤其涉及一种存储系统的快照设备 管理方法。
技术介绍
基于Linux系统的逻辑巻管理(Logical Volume Management, LVM)通过在输入/输出(I/o)子系统中增加一个额外层来实现，这个加在文件系统和实体磁盘驱动之间的层称为逻辑巻设备驱动层(Logical Volume Device Driver, LVDD。通过逻辑巻设备驱动层，上层的文件系统或其它应用获得了一个对 磁盘或分区虚拟视图。请参考图1，逻辑巻管理在多个同一类型存储设备(如， 硬盘、RAID设备)上开启由多个实体区块(Physical Extent, PE) 140组成的 实体巻(Physical Volume, PV) 120，并将这些实体巻120通过串联或者分条 (Stripe)的方式组合成巻组(Volume Group, VG) 100。将巻组100划分为-个或多个逻辑巻(Logical Volume, LV)后，就可以如使用/盘符/分区 (/disk/partition)—样使用/设备/巻组名/逻辑巻名(/device/vg-name/lv-name)来 访问逻辑巻。逻辑巻管理可以动态地修改存储空间的大小，其上的数据亦不 会丢失，且不需要重新启动计算机。为了保证数据的安全性，逻辑巻管理采用了快照(Snapshot)机制。快照技 术为一种针对包括硬盘、逻辑磁盘等区块设备的备份方式，开启快照的设备 称作原区块设备，开启出的快照是与原区块设备相关联的区块设备，称作快 照设备。原区块设备和快照设备的描述结构都保存在系统随机存取存储器 (Random-access memory,简称RAM)中，快照设备本身也需要使用一定的实 体存储空间。 一般开启快照时需要指定原区块设备、快照实际容量大小以及 快照设备本身使用的存储设备，快照设备的逻辑存储容量为原区块设备的大 小。在快照设备上存储数据并划分空间的最小单位为数据区块(chunk)， 一般 大小为64k。快照并不是对原区块设备存储的数据的完全备份，而是以数据区块为单 位对原区块设备进行划分，直到原区块设备的数据需要被修改时，才将需要 修改的数据区块的数据复制到快照设备，这种技术被称为写入同步复制(copy漏on-write， COW)技术。快照被开启时会被划分为多个实体区块(通常以M为单位)，每个实体区 块被划分为多个数据区块。每个实体区块的第一个数据区块用以记录旧数据 区土央(old chunk)和新数据区块(new chunk)的对应关系(即，exception table), 其余数据区块则用以存放写入同步复制数据。请参考图2，计算机启动时，系统内核读取硬盘上的exception table以在 存储器上开启一个杂凑(hash)表。当在步骤200接收到用户发送的写入请求， 需要进行写入同步复制(COW)操作时，首先在步骤202判断是否存在与写入 请求数据区块相应的快照。当不存在快照时，在步骤210继续发送写入请求。 否则，在步骤204遍历存储器中的杂凑表，在步骤206判断是否在杂凑表中 査找到对应项。当在杂凑表中査找到对应项时，说明此写入请求的数据区块 已完成写入同步复制操作，因此在步骤210继续发送写入请求；否则，在步 骤208进行写入同步复制操作，然后在步骤210继续发送写入请求。因此公知技术的主要缺点如下每修改一次数据区块，就需要进行一次写入同步复制操作，而写入同步复制操作采用了同步输入/输出(i/o)操作，即需要等此写入操作完成，系统才会进行后面的操作。因此，当有大量写入请求发生时，写入同步复制机制会 导致大量输入/输出(I/0)操作，极大地降低了系统性能。快照开启后，数据区块的大小不可以改变。如果数据区块设置过小，在 处理大容量写入请求时会导致大量输入/输出操作，极大降低系统性能；反之， 在处理小容量写入请求时会导致磁盘空间的浪费，并降低系统处理速度。
技术实现思路
为了解决上述公知技术中的问题与缺陷，本专利技术的目的在于提供一种自 动调整快照设备的写入同步复制磁盘空间大小的方法。本专利技术所提供的一种自动调整快照设备的写入同步复制磁盘空间大小 的方法，包含以下步骤a初始化一个快照设备的一个第一磁盘空间，对第一磁盘空间的数据区 块进行写入同步复制操作；b判断一个写入请求的数据区块序号是否位于第一磁盘空间；c当写入请求的数据区块序号位于第一磁盘空间时，继续维护第一磁盘空间；以及d当写入请求的数据区块序号不位于第一磁盘空间时，初始化一个第二 磁盘空间，此第二磁盘空间的数据区块数目与第一磁盘空间中最大连续数据 区块数目相同，并对第二磁盘空间的数据区块进行写入同步复制操作。其中该写入请求的数据区块数量不大于该快照设备的操作系统定义的 磁盘输入输出的最大值。其中第一磁盘空间的数据结构包含起始序号数据变量、当前起始序号数据变量、当前最后序号数据变量、当前最大数数据变量以及最大数数据变量。其中第一磁盘空间的起始序号的初始值为0，当前起始序号的初始值为 0，当前最后序号的初始值为0，当前最大数的初始值为l，最大数的初始值为1。其中步骤b进一步包含计算出第一磁盘空间的起始序号的值与最大数 的值相加的结果；判断写入请求的数据区块序号是否大于此结果。其中步骤C进一步包含判断写入请求的数据区块序号是否等于第一磁 盘空间的当前最后序号的值加1;当写入请求的数据区块序号等于第一磁盘 空间的当前最后序号的值加1时，将第一磁盘空间的当前最后序号的值加1; 以及否则，计算出第一磁盘空间的当前最后序号的值减去当前起始序号的值 的结果，将此结果与第一磁盘空间的当前最大数的值中较大值赋值给第一磁 盘空间的当前最大数，并将写入请求的数据区块序号赋值该第一磁盘空间的 当前起始序号和当前最后序号。其中第二磁盘空间的数据结构与第一磁盘空间的数据结构相同。其中步骤d进一步包含判断写入请求的数据区块序号是否等于第一磁 盘空间的当前最后序号的值加1;当写入请求的数据区块序号等于第一磁盘 空间的当前最后序号的值加1时，将第一磁盘空间的当前最后序号的值加1， 并对第一磁盘空间的当前最后序号的值对应的数据区块进行写入同步复制操作；否则，将写入请求的数据区块序号赋值给第二磁盘空间的起始序号、 当前起始序号以及当前最后序号，计算出第一磁盘空间的当前最后序号的值 减去当前起始序号的值的结果，将此结果与第一磁盘空间的当前最大数的值 中较大值赋值给第二磁盘空间的最大数；以及从第二磁盘空间的起始序号的 值对应的数据区块开始，对与第二磁盘空间的最大数的值相同数量的数据区 块进行写入同步复制操作。综上所述，本专利技术可以自动调整写入同步复制磁盘空间的大小，同时将 较多连续的写入同步复制操作集中于一次完成，通过这种连续、集中、突发 式请求，极大提高了系统性能。附图说明图1为公知技术的巻组组成结构的方块图2为公知技术的写入请求的快照处理流程图3和图4为本专利技术的自动调整快照设备的写入同步复制磁盘空间大小 的方法流程图；以及图5为第一磁盘空间在不同时刻的状态方块图。其中，附图标记说明如下-100 巻组120 实体巻140 实体区块500 第一磁盘空间502 第一连续数据区块区域504 第二连续数据区块区域步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动调整快照设备的写入同步复制磁盘空间大小的方法，该方法包含以下步骤a初始化一快照设备的一第一磁盘空间，对该第一磁盘空间的数据区块进行写入同步复制操作；b判断一写入请求的数据区块序号是否位于该第一磁盘空间；c当该写入请求的数据区块序号位于该第一磁盘空间时，继续维护该第一磁盘空间；以及d当该写入请求的数据区块序号不位于该第一磁盘空间时，初始化一第二磁盘空间，该第二磁盘空间的数据区块数目与该第一磁盘空间中最大连续数据区块数目相同，并对该第二磁盘空间的数据区块进行写入同步复制操作。2. 如权利要求1所述的自动调整快照设备的写入同步复制磁盘空间大小 的方法，其中该写入请求的数据区块数量不大于该快照设备的操作系统定义 的磁盘输入输出的最大值。3. 如权利要求1所述的自动调整快照设备的写入同步复制磁盘空间大小的方法，其中该第一磁盘空间的数据结构包含 一起始序号数据变量、 一当前起始序号数据变量、 一当前最后序号数据变量、 一当前最大数数据变量以 及一最大数数据变量。4. 如权利要求3所述的自动调整快照设备的写入同步复制磁盘空间大小 的方法，其中该第一磁盘空间的起始序号数据变量的初始值为0，该当前起 始序号数据变量的初始值为0，该当前最后序号数据变量的初始值为0，该 当前最大数数据变量的初始值为1，该最大数数据变量的初始值为1。5. 如权利要求3所述的自动调整快照设备的写入同步复制磁盘空间大小 的方法，其中步骤b进一步包含计算出该第一磁盘空间的起始序号数据变量的值与该最大数数据变量 的值相加的一结果；以及判断该写入请求的数据区块序号是否大于该结果。6. 如权利要求3所述的自动调整快照设备的写入同步复制磁盘空间大小 的方法，其中步骤c进一步包含- 判断该写入请求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李义，郭建发，陈玄同，刘文涵，
申请(专利权)人：英业达股份有限公司，
类型：发明
国别省市：